CN104745277A - 一种防锈微乳化金属切削液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种防锈微乳化金属切削液及制备方法，所述防锈微乳化金属切削液按重量百分比计算，由20-30%基础油、30-50%非离子表面活性剂、5-10%阴离子表面活性剂、5-10%防锈剂、3-5%乳化稳定剂、5-7%极压剂、0.5-1%油性添加剂、0.1-0.3%消泡剂、0.5-3%杀菌剂和余量的水组成。其制备方法即在基础油中加入极压剂得溶液A；将防锈剂、乳化稳定剂、油性添加剂、消泡剂、杀菌剂加入到水中得溶液B；将溶液A和B混合后依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂搅拌直至澄清透明，得防锈微乳化金属切削液。具有良好的防锈、抑菌、润滑性、冷却性和可生物降解性等。

Description

一种防锈微乳化金属切削液及其制备方法

技术领域

    本发明涉及一种防锈微乳化金属切削液及其制备方法。

背景技术

切削液以往的基础油一般是以石油为原料制制备微乳化切削液，它在工件和刀具之间洪当媒介，其润滑、冷却、防止金属屑粘附的作用，降低切削过程中的摩擦力，减少刀具磨损和能量损耗，保证加工的精度和光洁度。由于矿物油基的切削液生物降解能力差，长期滞留在水和土壤中，会对环境造成不良影响，不宜作为绿色的防锈微乳化金属切削液的基础油。

植物油解决了矿物油部分防锈性差，生态毒性，绿色环保，可生物降解等等问题；目前尚没有以植物油为基础油的防锈微乳化金属切削液。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述的矿物油基的切削液生物降解能力差，长期滞留在水和土壤中，会对环境造成不良影响，不宜作为绿色的防锈微乳化金属切削液的基础油等技术问题而提供了一种防锈微乳化金属切削液，该防锈微乳化金属切削液以植物油为基础油，具有防锈性突出，生态环保、可生物降解性好等优点。

本发明的目的之二在于提供上述的一种以植物油为基础油的防锈微乳化金属切削液的制备方法。

本发明的技术方案

一种防锈微乳化金属切削液，按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      20-30%

非离子表面活性剂            32.1-50.0%

阴离子表面活性剂            5-10%

防锈剂                      5.1-9.1%

乳化稳定剂                  4.1%-5.0%

极压剂                      5.0-6.5%

油性添加剂                  0.5-1.0%

消泡剂                      0.2-0.3%

杀菌剂                      0.7%-3.1%

余量为水组成；

所述的基础油为植物油，所述植物油为菜籽油，蓖麻油、花生油或环氧大豆油；

所述非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸铵盐、硼酸酰胺、硼酸酯中的任意一种与苯并三氮唑组成的组合物；

所述乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为油酸或妥尔油脂肪酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为苯***、1,3,5-三（2-羟乙基）六氢三嗪或吗啉衍生物。

上述的一种防锈微乳化金属切削液的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）、在基础油中加入极压剂加热至50℃搅拌均匀得溶液A；

（2）、将防锈剂，乳化稳定剂、油性添加剂、消泡剂、杀菌剂加入到水中后，加热至50℃搅拌均匀，得到溶液B；

（3）、将步骤（1)所得的溶液A和步骤（2）所得的溶液B混合后，在搅拌下控制滴加速率均为5ml/min依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂，得到溶液C;

将所得的溶液C加热至50℃进行超声搅拌直至澄清透明，即得防锈微乳化金属切削液。

上述所得的一种防锈微乳化金属切削液，由于以植物油为基础油，因此其具有防锈性突出，生态环保、可生物降解性好等优点，因此可用于钢、铸铁等工件金属材料加工，使用方法简单，用量少等特点；

下面介绍四个应用实施例，并给出工件金属材料加工后的结果作了对比，性能优异等等，本发明的以植物油为基础油防锈微乳化金属切削液除具有良好的润滑性和冷却性能外，pH值稳定好，在防锈，消泡，抑菌等方面有独到的优势，其使用寿命长，能大大的提高加工件的加工精度。

本发明的有益效果

本发明的一种防锈微乳化金属切削液，由于以植物油为基础油，且不含有亚硝酸盐，因此属于绿色环保产品。

进一步，本发明的一种防锈微乳化金属切削液，由于以植物油为基础油，因此具有很好的生物降解能力，同时，由于含有乳化稳定剂，使其具有更好的乳化稳定性。

进一步，本发明的一种防锈微乳化金属切削液，除具有良好的润滑性和冷却性能外，pH值稳定好，在防锈，消泡，抑菌等方面有独到的优势，其使用寿命长，能大大的提高加工件的加工精度。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行进一步阐述，但并不限制本发明。

本发明各实施例中所用的各种原料的规格及生产厂家的信息如下：

植物油菜籽油，蓖麻油、花生油或环氧大豆油，上海尼纳斯石油有限公司；

非离子表面活性剂脂肪酸钠，江苏海安石化有限公司；

阴离子表面活性剂石油磺酸钠，上海振威化工有限公司；

防锈剂硼酸铵盐、硼酸酰胺、硼酸酯中的任意一种与苯并三氮唑的组合物，映泰贸易（上海）有限公司；

乳化稳定剂二乙二醇单丁醚，上海振威化工有限公司；

极压剂聚氧乙烯烷基磷酸酯，国药集团化学试剂有限公司；

油性添加剂油酸或妥尔油脂肪酸，上海振威化工有限公司；

消泡剂乳化硅油，国药集团化学试剂有限公司；

杀菌剂苯***、1,3,5-三（2-羟乙基）六氢三嗪或吗啉衍生物，上海振威化工有限公司。

实施例1

一种防锈微乳化金属切削液，按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      20%

非离子表面活性剂            50%

阴离子表面活性剂            5%

防锈剂                      5.1%

乳化稳定剂                  5%

极压剂                      5%

油性添加剂                  0.5%

消泡剂                      0.3%

杀菌剂                      0.7%

水                          8.4%

所述的基础油为植物油，所述植物油为蓖麻油；

所述的非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸铵盐与苯并三氮唑按质量比计算，即硼酸铵盐：苯并三氮唑为1﹕1组成的组合物；

所述的乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为油酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为1,3,5-三（2-羟乙基）六氢三嗪。

上述的一种防锈微乳化金属切削液的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）、在3.15g基础油中加入0.79g极压剂加热至50℃搅拌均匀得溶液A；

（2）、将0.81g防锈剂，0.78g乳化稳定剂、0.08g油性添加剂、0.05g消泡剂、0.11g杀菌剂加入到1.32g水中后，加热至50℃搅拌均匀，得到溶液B；

（3）、将步骤（1)所得的溶液A和步骤（2）所得的溶液B混合后，在搅拌下控制滴加速率均为5ml/min依次加入7.88g非离子表面活性剂、0.78g阴离子表面活性剂，得到溶液C;

将所得的溶液C加热至50℃进行超声搅拌直至澄清透明，即得防锈微乳化金属切削液。

实施例2

一种防锈微乳化金属切削液，按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      25%

非离子表面活性剂            36%

阴离子表面活性剂            10%

防锈剂                      9.1%

乳化稳定剂                  4.9%

极压剂                      6.5%

油性添加剂                  1%

消泡剂                      0.3%

杀菌剂                      3.1%

水                          4.1%

所述的基础油为植物油，所述植物油为菜籽油；

所述的非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸酰胺与苯并三氮唑按质量比计算，即硼酸酰胺：苯并三氮唑为1﹕1组成的组合物；

所述的乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为妥尔油脂肪酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为苯***。

上述所述的一种防锈微乳化金属切削液的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）、在4.15g基础油中加入1.08g极压剂加热至59℃搅拌均匀得溶液A；

（2）、将1.51g防锈剂，0.81g乳化稳定剂、0.17g油性添加剂、0.05g消泡剂、0.51g杀菌剂加入到0.68g水中后，加热至50℃搅拌均匀，得到溶液B；

（3）、将步骤（1)所得的溶液A和步骤（2）所得的溶液B混合后，在搅拌下控制滴加速率均为5ml/min依次加入5.98g非离子表面活性剂、1.66g阴离子表面活性剂，得到溶液C;

将所得的溶液C加热至50℃进行超声搅拌直至澄清透明，即得防锈微乳化金属切削液。

实施例3

一种防锈微乳化金属切削液，按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      30%

非离子表面活性剂            32.1%

阴离子表面活性剂            10%

防锈剂                      8%

乳化稳定剂                  4.3%

极压剂                      6.1%

油性添加剂                  0.8%

消泡剂                      0.2%

杀菌剂                      2%

水                          6.5%

所述的基础油为植物油，所述植物油为花生油；

所述的非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸酯与苯并三氮唑按质量比计算，即硼酸酯：苯并三氮唑为1﹕1组成的组合物；

所述的乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为妥尔油脂肪酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为吗啉衍生物。

上述的一种防锈微乳化金属切削液的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）、在4.51g基础油中加入0.92g极压剂加热至50℃搅拌均匀得溶液A；

（2）、将1.21g防锈剂，0.65g乳化稳定剂、0.12g油性添加剂、0.03g消泡剂、0.51g杀菌剂加入到0.98g水中后，加热至50℃搅拌均匀，得到溶液B；

（3）、将步骤（1)所得的溶液A和步骤（2）所得的溶液B混合后，在搅拌下控制滴加速率均为5ml/min依次加入4.82g非离子表面活性剂、1.51g阴离子表面活性剂，得到溶液C;

将所得的溶液C加热至50℃进行超声搅拌直至澄清透明，即得防锈微乳化金属切削液。

实施例4

一种防锈微乳化金属切削液，按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      22%

非离子表面活性剂            39.8%

阴离子表面活性剂            8%

防锈剂                      8.1%

乳化稳定剂                  4.1%

极压剂                      6%

油性添加剂                  0.7%

消泡剂                      0.3%

杀菌剂                      2.1%

水                          8.9%

所述的基础油为植物油，所述植物油为环氧大豆油；

所述的非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸铵盐与苯并三氮唑按质量比计算，即硼酸铵盐：苯并三氮唑为1﹕1组成的组合物；

所述的乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为妥尔油脂肪酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为1,3,5-三（2-羟乙基）六氢三嗪。

上述的一种防锈微乳化金属切削液的制备方法，具体包括如下步骤：

（1）、在3.32g基础油中加入0.91g极压剂加热至50℃搅拌均匀得溶液A；

（2）、将1.22g防锈剂，0.62g乳化稳定剂、0.11g油性添加剂、0.04g消泡剂、0.31g杀菌剂加入到1.35g水中后，加热至50℃搅拌均匀，得到溶液B；

（3）、将步骤（1)所得的溶液A和步骤（2）所得的溶液B混合后，在搅拌下控制滴加速率均为5ml/min依次加入6.01g非离子表面活性剂、1.21g阴离子表面活性剂，得到溶液C;

将所得的溶液C加热至50℃进行超声搅拌直至澄清透明，即得防锈微乳化金属切削液。

将上述实施例1-4所得的防锈微乳化金属切削液，放置30天后，各实施例所得的防锈微乳化金属切削液均澄清透明、无分层、无沉淀、呈均匀油状液体。

上述实施例1-4所得的防锈微乳化金属切削液的感官性能及储存安定性见下表： 

测试项目	实施方法	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						浓缩液外观	目测	浅黄色透明均匀油状	浅黄色透明均匀油状	浅黄色透明均匀油状	浅黄色透明均匀油状
浓缩液储存安定性	GB /T6144-85	无分层，无相变，高低温均稳定	无分层，无相变，高低温均稳定	无分层，无相变，高低温均稳定	无分层，无相变，高低温均稳定

将上述实施例1-4所得的防锈微乳化金属切削液，按其与水的体积比为1:20的比例进行稀释后，对实施例1-4所得的防锈微乳化金属切削液稀释后的各性能进行测试，测试结果如下表：

测试项目	测试方法	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						稀释后乳化液安定性	GB /T6144-85	均匀透明，不析油，不析皂	均匀透明，不析油，不析皂	均匀透明，不析油，不析皂	均匀透明，不析油，不析皂
稀释后乳化液pH值	DNI51368	8.6	8.6	8.7	8.5
						稀释后乳化液防锈性(35±2℃)一级灰铸铁	GB /T6144-85	单片＞72h无锈；叠片＞24无锈	单片＞72h无锈；叠片＞24无锈	单片＞72h无锈；叠片＞24无锈	单片＞72h无锈；叠片＞24无锈
稀释后乳化液消泡性	GB /T6144-85	0	0	0	0

通过上述的2个表可知看出，本发明的各实施例所得的防锈微乳化金属切削液的pH值稳定好，进一步，由于本发明的防锈微乳化金属切削液中不含有亚硝酸盐，属于生态稳定性产品，且能在较大温度范围内稳定，其长期保存后的防锈性能和消泡性均极佳。

综上所述，本发明的防锈微乳化金属切削液除具有良好的润滑性和冷却性能外，pH值稳定好，在防锈，消泡，抑菌等方面有独到的优势，其使用寿命长，能大大的提高加工件的加工精度。

以上所述仅是本发明的实施方式的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种防锈微乳化金属切削液，其特征在于所述防锈微乳化金属切削液按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      20-30%

非离子表面活性剂            32.1-50.0%

阴离子表面活性剂            5-10%

防锈剂                      5.1-9.1%

乳化稳定剂                  4.1%-5.0%

极压剂                      5.0-6.5%

油性添加剂                  0.5-1.0%

消泡剂                      0.2-0.3%

杀菌剂                      0.7%-3.1%

余量为水组成；

所述的基础油为植物油，所述植物油为菜籽油，蓖麻油、花生油或环氧大豆油；

所述非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸铵盐、硼酸酰胺、硼酸酯中的任意一种与苯并三氮唑组成的组合物；

所述乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为油酸或妥尔油脂肪酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为苯***、1,3,5-三（2-羟乙基）六氢三嗪或吗啉衍生物。

2.如权利要求1所述防锈微乳化金属切削液，其特征在于按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      20%

非离子表面活性剂            50%

阴离子表面活性剂            5%

防锈剂                      5.1%

乳化稳定剂                  5%

极压剂                      5%

油性添加剂                  0.5%

消泡剂                      0.3%

杀菌剂                      0.7%

水                          8.4%

所述的基础油为植物油，所述植物油为蓖麻油；

所述的非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸铵盐与苯并三氮唑按质量比计算，即硼酸铵盐：苯并三氮唑为1﹕1组成的组合物；

所述的乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为油酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为1,3,5-三（2-羟乙基）六氢三嗪。

3.如权利要求1所述防锈微乳化金属切削液，其特征在于按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      25%

非离子表面活性剂            36%

阴离子表面活性剂            10%

防锈剂                      9.1%

乳化稳定剂                  4.9%

极压剂                      6.5%

油性添加剂                  1%

消泡剂                      0.3%

杀菌剂                      3.1%

水                          4.1%

所述的基础油为植物油，所述植物油为菜籽油；

所述的非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸酰胺与苯并三氮唑按质量比计算，即硼酸酰胺：苯并三氮唑为1﹕1组成的组合物；

所述的乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为妥尔油脂肪酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为苯***。

4.如权利要求1所述防锈微乳化金属切削液，其特征在于按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      30%

非离子表面活性剂            32.1%

阴离子表面活性剂            10%

防锈剂                      8%

乳化稳定剂                  4.3%

极压剂                      6.1%

油性添加剂                  0.8%

消泡剂                      0.2%

杀菌剂                      2%

水                          6.5%

所述的基础油为植物油，所述植物油为花生油；

所述的非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸酯与苯并三氮唑按质量比计算，即硼酸酯：苯并三氮唑为1﹕1组成的组合物；

所述的乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为妥尔油脂肪酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为吗啉衍生物。

5.如权利要求1所述防锈微乳化金属切削液，其特征在于按重量百分比计算，其原料组分及含量如下：

基础油                      22%

非离子表面活性剂            39.8%

阴离子表面活性剂            8%

防锈剂                      8.1%

乳化稳定剂                  4.1%

极压剂                      6%

油性添加剂                  0.7%

消泡剂                      0.3%

杀菌剂                      2.1%

水                          8.9%

所述的基础油为植物油，所述植物油为环氧大豆油；

所述的非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚；

所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；

所述防锈剂为硼酸铵盐与苯并三氮唑按质量比计算，即硼酸铵盐：苯并三氮唑为1﹕1组成的组合物；

所述的乳化稳定剂为二乙二醇单丁醚；

所述的极压剂为聚氧乙烯烷基磷酸酯；

所述的油性添加剂为妥尔油脂肪酸；

所述的消泡剂为乳化硅油；

所述的杀菌剂为1,3,5-三（2-羟乙基）六氢三嗪。

6.如权利要求1-5任一所述防锈微乳化金属切削液的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：

（1）、在基础油中加入极压剂加热搅拌均匀得溶液A；

（2）、将防锈剂，乳化稳定剂、油性添加剂、消泡剂、杀菌剂加入水中后，加热搅拌均匀，得到溶液B；

（3）、将步骤（1)所得的溶液A和步骤（2）所得的溶液B混合后，在搅拌下控制滴加速率均为5ml/min依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂，得到溶液C;

将所得的溶液C加热至50℃进行超声搅拌直至澄清透明，即得防锈微乳化金属切削液。